JPH08335341A - 光磁気記録再生方法およびこれに用いる光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録感度の向上と再生時の書き換えの防止を
ともに実現できる光磁気記録方法および光磁気記録媒体
を提供し、システム設計上充分なパワーマージンを得
る。 【構成】 光変調による記録がなされ磁気光学効果を利
用して記録情報の読み出しがなされる光磁気記録再生方
法において、少なくとも２つ以上の垂直磁気異方性を有
する磁性層が交換結合している磁性多層膜を有し、室温
から記録開始温度より低い温度の範囲で外部磁界の存在
下でのみ界面磁壁が存在できることが可能であり、か
つ、この状態において各磁性層のキュリー点よりも低
く、室温より高い温度まで昇温することによって界面磁
壁を消去させることが可能な光磁気記録媒体に対して、
界面磁壁が存在する状態において記録および消去を行っ
て、記録磁区の再生は界面磁壁がない状態においてのみ
行う光磁気記録再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録情報に応じて照射す
る光の単位面積当たりのエネルギーを変調することによ
ってデータの記録を行い、偏光されたレーザビームによ
って、磁気光学効果を用いて情報の読み出しを行う、い
わゆる光変調記録方式による光磁気記録再生方法および
これに用いる光磁気記録媒体に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば従来のＩＳＯフォーマット
光磁気記録再生装置の分野においては、光源には波長が
６８０ｎｍ（赤色）のレーザダイオードを用いて、記録
容量を従来の４倍とするシステムの規格化が進み商品化
が間近になっているとともに、さらに高転送レート化や
高記録密度化の要望が高まっている。

【０００３】上述の要望の実現のためには、光源の波長
をさらに短くすることが最も効果的であり、このような
光源に対応した光磁気記録媒体の開発が急がれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短波長
のレーザダイオードは原理的に波長が短くなるほど高出
力化が困難になるのに対して、光検出器の感度が短波長
化に伴い低下することから、短波長領域では検出器に入
射する光量を従来よりも大きく、すなわち出力を大きく
しないと充分なＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）を得ることができな
い。このことに対応するために記録媒体としては、記録
感度の向上と、性能指数の向上あるいは高い再生パワー
でも消去されないこと、という相反する要求を満たさな
ければならなくなっている。

【０００５】このような状況において、これまでは再生
時の特性改善に注目し、例えばＰｔＣｏ系材料により、
短波長領域における磁気光学効果の増大を図る検討が数
多くなされてきた。

【０００６】しかし、短波長領域における記録材料の磁
気光学効果の増大だけでは、性能指数の向上は図ること
ができるが、高い記録感度と再生光による記録の書き換
えの抑制とが互いに相反する要因となって残り、システ
ム設計上充分なパワーマージンが得られないでいる。

【０００７】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、記録感度の向上かつ再生時の書き換えの防止を
ともに実現できる光磁気記録方法および光磁気記録媒体
を提案し、システム設計上充分なパワーマージンを得よ
うとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、光変調による
記録がなされ磁気光学効果を利用して記録情報の読み出
しがなされる光磁気記録再生方法において、少なくとも
２つ以上の垂直磁気異方性を有する磁性層が交換結合し
ている磁性多層膜を有し、室温から記録開始温度より低
い温度の範囲で外部磁界の存在下でのみ界面磁壁が存在
できることが可能であり、かつ、この状態において各磁
性層のキュリー点よりも低く、室温より高い温度まで昇
温することによって界面磁壁を消失させることが可能な
ことを特徴とする光磁気記録媒体に対して、界面磁壁が
存在する状態において記録および消去を行って、記録磁
区の再生は界面磁壁がない状態においてのみ行う光磁気
記録再生方法である。

【０００９】

【作用】上述の本発明の構成によれば、記録するデータ
に応じてレーザの出力を変調する光変調型の光磁気記録
再生方法において、少なくとも２つ以上の垂直磁気異方
性を有する磁性層が交換結合している磁性多層膜からな
り、室温から記録開始温度（最小記録温度）までの範囲
において、外部磁界の存在下でのみ界面磁壁が存在する
光磁気記録媒体を用いることにより、この界面磁壁が存
在するときに記録および消去を行えば、界面磁壁エネル
ギーを利用して、磁性層のキュリー点以下において記録
や消去を行うことが可能となる。

【００１０】記録消去時以外においては、界面磁壁をな
くし、記録磁区の反転温度を記録消去時よりも高くする
ことによって、温度上昇などに対する記録磁区の安定化
を図り、従来の場合より高い再生出力とすることができ
る。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例の説明に先立ち、本発明
の概要について説明する。

【００１２】１．本発明による光磁気記録再生方法の要
点 本発明による光磁気記録再生方法の要点は、次の通りで
ある。

【００１３】１）界面磁壁エネルギーを利用して、光磁
気記録媒体のキュリー点よりも低い温度で記録および記
録消去を可能とする。すなわち記録、消去の各プロセス
が各磁性層のキュリー点以下で行われる。

【００１４】２）記録消去時以外は界面磁壁を無くし、
記録磁区が反転する温度を記録消去時の温度よりも高く
することによって、特に温度上昇に対する記録磁区の安
定化を図り、従来よりも高いレーザパワーで再生可能と
する。このとき消去開始パワーより高い再生パワーであ
ってもよい。

【００１５】３）界面磁壁のある状態および界面磁壁の
ない状態は、レーザ照射位置近傍に設けられた外部磁界
発生装置によって得られる外部磁界の有無によって制御
される。レーザパワーの制御に比して、外部磁界の制御
に要する時間は一般に長くなる可能性が高く、このため
に記録消去開始直前および記録消去終了直後は、界面磁
壁が存在している可能性が高い。従って、これら記録消
去の前後の状態においては、各種サーボ信号とプリピッ
ト情報が得られるものとし、かつ消去開始パワーよりも
低い再生パワーとすることによって誤消去を防止して、
さらに外部磁界が０になり界面磁壁がなくなった時点
で、あるいは記録されたデータの再生が必要になった時
点で、前述の相対的に高い再生パワーとするという具合
に、再生パワーを異なる２値に制御する。

【００１６】図１は、本発明による光磁気記録媒体の一
実施例の概略断面図を示す。本発明においては、少なく
とも交換結合した２つの磁性層を有する光磁気記録媒体
を構成する。図１において、この光磁気記録媒体１４
は、例えばポリカーボネート樹脂等よりなる透明な基板
１１に、例えばＳｉＮよりなる誘電体層１２、第１の磁
性層１、第２の磁性層２、誘電体層１２、例えばＡｌよ
りなる高熱伝導率層（ヒートシンク層）１３が積層され
た構造からなり、この第１の磁性層１と第２の磁性層２
とが交換結合した構造をなす。

【００１７】また、本発明による光磁気記録再生方法を
実施する装置は、例えば図２にその要部の模式図を示す
ように、本発明構成の光磁気記録媒体によるディスク１
５の下に外部磁界発生装置１６が配置され、上方にある
光源からディスク１５にレーザ光Ｌを照射して、信号の
記録及び再生が行われる構成とされる。

【００１８】図３は、本発明の光磁気記録再生方法にお
ける光磁気記録媒体内の各記録消去過程の領域をＩ〜IV
の領域で示した模式図である。以下に、本発明の光磁気
記録再生方法における、最も特長的で重要な部分である
記録消去方法について、図３中のＩ〜IVの各領域に対応
した各磁性層の磁化の変化に基づいて説明する。

【００１９】図３において、ディスク１５は左方から右
方に回転進行するもので、Ｉ〜IVの各領域は次に示す過
程を表す。外部磁界発生装置１６からは外部磁界Ｈ
_IR（図３では下向き）が発生し、ディスク１５に印加さ
れる。Ｉは初期化過程で、外部磁界発生装置１６からの
外部磁界Ｈ_IRが印加され、記録の初期化がなされる。II
は記録過程で、外部磁界Ｈ_IRの印加の下で、レーザ光Ｌ
の照射により信号の記録がなされる。III は冷却過程
で、レーザ光Ｌの照射を終えて冷却されるとともに、外
部磁界Ｈ_IRの印加の下で、記録の転写がなされる。IVは
安定化過程で、外部磁界Ｈ_IRがない状態で、記録の転写
が終了し、記録が保持されている。

【００２０】記録を消去する場合には、外部磁界Ｈ_IRの
向きが反対になり、またIIの記録過程が記録消去過程と
なる他は、同様の過程を経て記録の消去がなされる。

【００２１】本発明方法においては、光磁気記録媒体例
えばディスク１５の各磁性層の磁気特性の組み合わせに
よって多くの場合が考えられる。これらの組み合わせに
ついて詳しく述べるに先立ち、本発明の光磁気記録再生
方法に好ましいと思われる磁性層の磁気特性について説
明する。

【００２２】本発明による光磁気記録方法において、情
報の記録を行う際には、光磁気記録媒体の積層した磁性
層の間に界面磁壁が存在していなければならない。この
状態を実現するために、かなり大きい外部磁界を印加す
る必要がある。そこで、界面磁壁が存在する状態を実現
する初期化過程と、レーザ照射により界面磁壁を消失さ
せる記録過程のいずれの過程においても、外部磁界Ｈ_IR
が各過程において起こるべき動作を補助するように働く
ことが好ましい。

【００２３】さらに以下に本発明による光磁気記録媒体
に対して、上述の各過程で求められる特性について説明
する。

【００２４】初期化過程において、外部磁界Ｈ_IRによっ
て反転する磁性層（以後初期化層（Ｎ層）とする）は、
記録時の磁化の方向の基準となる層であり、記録時には
初期化層の磁化方向が温度や周囲の磁界の変動によって
変化しないことが必要である。

【００２５】磁性層を構成する希土類−遷移金属合金の
組成によっては、室温とキュリー点との間に、保磁力が
無限大に増加してまた降下する特性を持つ場合がある。
この保磁力が無限大になる温度を補償温度（Ｔcomp. ）
と呼ぶ。この補償温度においては、希土類および遷移金
属それぞれの副格子磁化の大小関係で決まる磁化の向き
が、補償温度を境にして反転する特性を有する。

【００２６】従って、初期化層において、記録温度範囲
（室温ＲＴ〜初期化層のキュリー点ＴｃＮ）に補償温度
（ＴcompN ）を持たないことが必要である。もし記録温
度範囲に補償温度（ＴcompN ）を有するものとすると、
記録温度範囲内で磁化の向きが反転し、外部磁界Ｈ_IRと
の相互作用によって受ける力の向きが逆になってしまう
ため、初期化層の磁化の向きが反転したり不安定になっ
たりすることにより、正しい記録が困難になってしま
う。

【００２７】ところで、前述した複数の垂直磁気異方性
を有する磁性層からなる積層膜を含有する光磁気記録媒
体においては、室温近傍から記録温度までの温度範囲に
おいて、それぞれの磁性層における磁化の方向が同じ向
きのときが安定であるパラレルタイプ（Ｐタイプ）と、
磁化の方向が互いに逆向きのときが安定であるアンチパ
ラレルタイプ（Ａタイプ）との２つのタイプがある。

【００２８】初期化層（Ｎ層）と対向して設けられた磁
性層（以後記録層（Ｒ層）という）の保持力ＨｃＲは、
初期化層の保持力（ＨｃＮ）より高く（ＨｃＲ＞Ｈｃ
Ｎ）、初期化過程においては外部磁界Ｈ_IRの存在下でも
反転しない特性を有する磁性層とする。

【００２９】この記録層は、初期化過程の行われる温度
範囲で反転しなければ、その組成などを限定する必要は
ないが、界面磁壁が外部磁界Ｈ_IRの存在下でより安定化
するためには、初期化層と記録層のそれぞれの磁化の向
きが反対であるときが安定である、アンチパラレルタイ
プの記録媒体となる組成であることが望ましい。ただ
し、記録温度範囲になっても、引き続き初期化層と記録
層の磁化の向きが反対である方が安定な状態が保持され
ると、今度は記録層の反転を妨げる方向に外部磁界Ｈ_IR
が作用するため、外部磁界Ｈ_IRがない場合と比較して、
相対的に記録感度が低下する。

【００３０】これに対し、初期化層と記録層とが、室温
近傍から記録温度範囲まで磁化の向きが等しいときが安
定である、いわゆるパラレルタイプの組成の記録媒体と
なっている場合には、初期化過程での界面磁壁の安定性
は劣るものの、外部磁界Ｈ_IRが記録層の反転を助ける方
向に作用するため、記録感度は相対的に向上することに
なる。

【００３１】ここで記録層が室温（ＲＴ）から記録層の
キュリー点（ＴｃR ）以下の範囲に補償温度（ＴcompR
）を持ち（ＲＴ＜ＴcompR ＜ＴｃR ）、かつ初期化層
の補償温度（ＴcompN ）が室温以下にある（ＴcompN ＜
ＲＴ）場合には、室温近傍すなわち初期化温度領域で２
層の磁化が反対向きの方が安定となるため、外部磁界Ｈ
_IRの存在下で界面磁壁が安定に存在することができ、記
録媒体の温度が記録層の補償温度以下（Ｔ＜ＴcompR ）
であれば、この状態は常に安定に保たれる。ここで記録
媒体の温度が上昇し、記録層の補償温度（ＴcompR ）を
越えると、外部磁界Ｈ_IRは記録層を反転し、界面磁界を
消失させる方向に作用するため、外部磁界Ｈ_IRがない場
合よりも記録感度は向上する。

【００３２】これに対して、記録層が室温（ＲＴ）から
記録層のキュリー点（ＴｃＲ）以下の範囲に補償温度
（ＴcompR ）を持ち（ＲＴ＜ＴcompR ＜ＴｃR ）、かつ
初期化層の補償温度（ＴcompN ）が記録温度範囲以上に
ある（ＴcompN ＞ＴｃN ）場合には、初期化過程と記録
過程のいずれに対しても、外部磁界Ｈ_IRが正常な動作を
妨げる方向に作用するため好ましくない。

【００３３】以上から、本発明の記録方法に適した特性
の組み合わせは、表１に示す５通りである。表中、Ｔｃ
ＮおよびＴｃＲはキュリー点、ＴcompN およびＴcompR
は補償温度、ＲＴは室温を表し、添字のＮは初期化層、
Ｒは記録層を表すものである。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１に示したのは、初期化層のキュリー点
が記録層のキュリー点より高い（ＴｃＮ＞ＴｃＲ）場合
であるが、この関係が逆の場合（ＴｃＮ＜ＴｃＲ）でも
ほぼ同様に光磁気記録媒体を構成しうる。しかし、この
とき記録時の基準となる初期化層が記録層よりも低温で
磁気的に消滅してしまうため、安定に動作する温度範囲
は狭くなる。

【００３６】以下に記録層のキュリー点が初期化層のキ
ュリー点より高い（ＴｃＮ＜ＴｃＲ）場合について、詳
しく説明する。

【００３７】初期化層は前述のように、磁化方向が温度
や周囲の磁界の変動によって変化しないことが必要であ
る。そのため、前述の初期化層のキュリー点が記録層よ
り高い場合と同じく、記録温度範囲内に補償温度を持た
ないことが必要である。

【００３８】初期化層のキュリー点ＴｃＮが記録層のキ
ュリー点ＴｃＲより低くなっていることから、初期化層
が記録温度範囲に補償温度を持たないとはいえ、初期化
層のキュリー点ＴｃＮ近傍までを記録温度範囲とするた
めに、初期化層の補償温度ＴcompN は、室温より低いか
またはＴｃＮより高いことが好ましい。なぜなら、記録
温度範囲に初期化層の補償温度がある場合（ＲＴ＜Ｔco
mpN ＜ＴｃＮ）には、記録パワーの上限が初期化層の補
償温度（ＴcompN ）で決まってしまうために、記録温度
範囲に補償温度がない場合と比較して記録パワーの上限
が相当低くなり、その結果記録パワーマージンが充分に
取れない可能性があり、パワーマージンを拡げる本発明
の目的にそぐわないからである。従って、ＴcompN ＜Ｒ
ＴまたはＴｃＮ＞ＴcompN となる。

【００３９】また、記録層の磁気特性についても、前述
の初期化層のキュリー点が記録層より高い場合と同じ
く、初期化過程の温度領域で反転しない特性を有し、外
部磁界Ｈ_IRの存在下でより界面磁壁が安定化するため
に、初期化層と磁化の向きが逆であるアンチパラレルタ
イプの記録媒体となる組成であることが望ましい。

【００４０】ところで、垂直磁気異方性を有する磁性層
が、遷移金属−希土類金属合金組成からなる場合には、
磁性層全体の磁化の向きおよび大きさは、合金内部の遷
移金属原子（ＴＭ）の副格子磁化の向き・大きさと希土
類金属原子（ＲＥ）の副格子磁化の向き・大きさとの関
係で決定される。

【００４１】これらのＴＭおよびＲＥの副格子磁化の向
きは、合金内での相互作用によって必ず逆になってい
る。従って、これら副格子磁化の大きさが等しいときに
は合金外部に現れる磁化は０となり、これら副格子磁化
の大きさが異なるときには、合金外部に現れる磁化の向
きは、いずれか大きい方の副格子磁化の向きに一致し、
その大きさはこれら副格子磁化の大きさの差に等しい。

【００４２】両副格子磁化の大きさが異なるとき、室温
において強度の大きい副格子磁化を有する方をとって、
その希土類金属の副格子磁化が優勢な合金組成をＲＥｒ
ｉｃｈ、遷移金属の副格子磁化が優勢な合金組成をＴＭ
ｒｉｃｈと称する。

【００４３】補償温度は、前述のように保磁力が無限大
になる温度であるが、この補償温度においては上述の遷
移元素の副格子磁化の大きさと重希土類元素の副格子磁
化の大きさが等しくなり、合金外部に現れる磁化が０と
なっている特徴を有する。そして補償温度は、合金中の
希土類金属（ＲＥ）の増加に伴い高くなるものであり、
ＴＭｒｉｃｈの組成においては、補償温度が室温以下と
なる。ＲＥｒｉｃｈの組成においてはＲＥの比率により
補償温度が決まり、補償温度がキュリー点より低い場合
と、キュリー点より高い場合に分類される。

【００４４】ここで、初期化層および記録層が共に、室
温において遷移金属の副格子磁化が希土類の副格子磁化
より強い、いわゆるＴＭｒｉｃｈの組成である場合につ
いて、各磁性層の磁気特性の温度依存性のグラフを図１
１Ａ〜図１１Ｃに示す。図１１Ａ中において、ＨｗＮお
よびＨｗＲは、それぞれ初期化層と記録層に蓄えられた
エネルギーに基づく実効的な磁界を示し、各層の磁化の
大きさ、層の厚さ、及び界面磁壁エネルギーに依存する
ものである。また、Ｈ_IRは印加する外部磁界の大きさ、
ＴrthRは記録層の外部磁界Ｈ_IRの印加の下での反転開始
温度、ＴthR は記録層の外部磁界Ｈ_IRがない状態での反
転開始温度を示す。上述のＨｗ（ＨｗＮ，ＨｗＲ）値
は、磁化Ｍｓと磁性層の膜厚ｈと界面磁壁エネルギーσ
w から、Ｈｗ＝σw ／２＊Ｍｓ＊ｈと表され、これらの
値Ｍｓ，ｈ，σw および保持力Ｈｃを制御することによ
って、ある程度反転開始温度Ｔrth を制御することが可
能である。

【００４５】図１１Ａ〜図１１Ｃより、ＴｃＮ＜ＴｃＲ
の場合には、ＴｃＮ＞ＴｃＲの場合と基本的には同じで
あるが、図１１Ｃに示すように記録温度範囲すなわちＨ
ｃＲ−ＨｗＲ＜０（正確にはＨｃＲ−ＨｗＲ＜外部磁界
Ｈ_IR）となる範囲がより狭くなる。これは、ＴｃＮ＞Ｔ
ｃＲの場合と比較して、レーザ照射により反転する記録
層Ｒの保磁力が大きくなりやすく、その一方でＨｗＲの
減少が急なために、ＨｃＲ−ＨｗＲ＜０が成立しにくく
なる。この観点からキュリー点の関係は、ＴｃＮ＞Ｔｃ
Ｒの方が好ましいといえる。

【００４６】室温から初期化層のキュリー点以下の範囲
に記録層が補償温度を持ち（ＲＴ＜ＴcompR ＜Ｔｃ
Ｎ）、かつ初期化層の補償温度が室温以下にある（Ｔco
mpN ＜ＲＴ）場合は、記録層はＲＥｒｉｃｈの組成で初
期化層はＴＭｒｉｃｈの組成であり、室温近傍すなわち
初期化温度範囲で初期化層と記録層の磁化が反対向きの
状態となるので（アンチパラレルタイプ）、外部磁界Ｈ
_IRの存在下で界面磁壁が安定に存在することができ、記
録層の補償温度（ＴcompR ）以下であればこの状態は常
に保持される。この記録媒体において、温度が記録層の
補償温度（ＴcompR ）を越えると、外部磁界Ｈ_IRは記録
層を反転し、界面磁壁を消失させる方向に作用するた
め、外部磁界Ｈ_IRがない場合よりも記録感度は向上する
ことになる。

【００４７】これに対して、初期化層の補償温度が記録
温度範囲以上にある（ＴcompN ＞ＴｃＮ）場合は、前述
のＴｃＮ＞ＴｃＲの場合と同様に初期化過程、記録過程
のいずれの過程に対してもその正常な動作を妨げる方向
に外部磁界Ｈ_IRが作用するので、この組み合わせは好ま
しくない。

【００４８】以上から、本発明に適した特性の組み合わ
せは、表２に示す５通りである。

【００４９】

【表２】

【００５０】このように本発明に用いる媒体の構成は多
様であるが、ここでは表１中の２）のケース、すなわち
初期化層（Ｎ層）のキュリー点の方が記録層（Ｒ層）の
キュリー点より高く（ＴｃＮ＞ＴｃＲ）、初期化層の補
償温度が室温より低く（ＴcompN ＜ＲＴ）、記録層が記
録温度範囲に補償温度を有し（ＲＴ＜ＴcompR ＜Ｔｃ
Ｒ）、ＨｃＲ−ＨｗＲ＞０が室温近傍で成立する場合に
ついて、図４に示す各磁性層の磁気特性の温度依存性の
グラフ（図４Ａ〜Ｄ）および図５に示す記録過程の模式
図（図５Ａ〜Ｆ）を用いて説明する。

【００５１】図４Ｂ〜図４Ｄにおいて、ＨｗＮとＨｗＲ
はそれぞれの層の界面磁壁に蓄えられたエネルギーに基
づく実効的な磁界を示し、各層の磁化の大きさ、層の厚
さ、及び界面磁壁エネルギーに依存するものである。ま
た、Ｈ_IRは加える外部磁界の大きさ、ＴrthNとＴrthRは
それぞれの層の外部磁界Ｈ_IRの印加の下での反転開始温
度、ＴthN とＴthR はそれぞれの層の外部磁界Ｈ_IRがな
い状態での反転開始温度を示す。

【００５２】またこの図４Ａ〜Ｄの例では、記録層Ｒが
ＲＥｒｉｃｈの組成、初期化層ＮがＴＭｒｉｃｈの組成
である。この場合の記録媒体について外部磁界Ｈ_IRのな
い初期化を行う前の状態は、図５Ａに示すように、記録
層Ｒと初期化層Ｎとの間に界面磁壁がなく、磁化Ｍｓの
向きは互いに反対で（アンチパラレルタイプ）、遷移金
属の副格子磁化の向きＭｔがそろっている（図５Ａでは
下向き）状態である。

【００５３】Ｉ）初期化過程（図５Ａ→図５Ｂ） この過程は、室温ＲＴから記録層の反転温度、すなわち
記録消去開始温度（図４Ｄに示すＴrthR）までの温度範
囲において行われ、外部磁界Ｈ_IRが存在する。外部磁界
Ｈ_IRの印加により、初期化層Ｎが反転し、磁化Ｍｓ、遷
移金属の副格子磁化Ｍｔ共に向きが上向きに反転して、
図５Ｂに示すように記録層Ｒとの間に界面磁壁Ｗが生じ
る。初期化のために印加される外部磁界Ｈ_IRは、この温
度範囲でＨｃＮ＋ＨｗＮ＜Ｈ_IRを満たすように選定され
る。この場合は、図５Ａに示すように、光磁気記録媒体
が室温近傍において磁化の向きが反対である方が安定な
アンチパラレルタイプであるために、図５Ｂに示すよう
に界面磁壁Ｗが存在する状態では、各磁性層の磁化の向
きがいずれも外部磁界Ｈ_IRと同じ向きとなる。この状態
は非常に安定な状態であり、記録層Ｒが反転して界面磁
壁Ｗが消失することはない。

【００５４】II）記録過程（図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ） この過程は、記録媒体の温度が反転温度すなわち記録消
去開始温度（ＴrthR）近傍の範囲にあり、外部磁界Ｈ_IR
が存在する。ここでは記録を行うために、記録を行う箇
所の記録媒体にレーザ光Ｌが照射され、記録媒体の温度
が上昇する。記録媒体の温度の上昇に伴って、先の初期
化過程からこの記録過程に移る際に記録層Ｒはその補償
温度（ＴcompR ）を越え、図４Ａに示すように記録層の
保持力ＨｃＲが補償温度まで無限大に上昇し補償温度を
過ぎて減少する特性を有し、このとき図５Ｃに示すよう
に記録層の磁化Ｍｓの向きが遷移金属の副格子磁化Ｍｔ
と同じ下向きに反転する。これにより、補償温度以下で
は界面磁壁Ｗを安定化する方向に作用していた外部磁界
Ｈ_IRは、記録層Ｒを反転して界面磁壁Ｗを消失させる方
向に作用する。従って、外部磁界Ｈ_IRがなければ、図４
Ｄ中のＴthR の温度になるまでは記録層Ｒの磁化反転が
起こらないのであるが、外部磁界Ｈ_IRのためにＴthR よ
り低い温度ＴrthRで図５Ｄに示すように再度磁化の反転
が起こり、記録が行われる。このとき、遷移金属の副格
子磁化Ｍｔも反転するため、記録した部分の界面磁壁Ｗ
が消失している。

【００５５】III ）冷却過程（図５Ｄ→図５Ｅ） この過程では、温度範囲が反転温度すなわち記録消去開
始温度（ＴrthR）近傍から室温近傍の範囲にあり、外部
磁界Ｈ_IRが存在する。冷却により、記録層Ｒの補償温度
（ＴcompR ）より下がると、図５Ｅに示すように遷移金
属の副格子磁化Ｍｔの向きはそのままで、磁化Ｍｓの向
きが反転する。ここでは、記録領域の再反転が起こらな
いように、ＨｃＲ＋ＨｗＲ＞Ｈ_IRを満たすようにする。

【００５６】IV）安定化過程（図５Ｅ→図５Ｆ） この過程では、温度が室温近傍にあり、外部磁界Ｈ_IRが
存在しない。図４に示したように、室温近傍でＨｃＮ−
ＨｗＮ＜０が成立するために、ここでは未記録領域の初
期化層Ｎ、すなわち界面磁壁Ｗが存在する領域の初期化
層Ｎが反転し図５Ｆに示すように、記録媒体全領域の界
面磁壁Ｗが消失する。図５Ｆと図５Ａを比較すると、記
録が行われた磁区のみが反転されて、正しく記録が行わ
れることがわかる。この過程によって記録磁区は安定化
され、外部磁界Ｈ_IRが加えられない限り、高い再生パワ
ーを照射しても、記録磁区の破壊が起こりにくくなる。

【００５７】ただし、ここで図４Ｃおよび図４Ｄに示す
ように、ＨｃＲ−ＨｗＲ＜０が室温近傍で成立する場合
（ＨｗＲ’の場合）には、未記録領域の記録層が反転す
るのを避けるために、ＨｃＮ−ＨｗＮ＝０が成立する温
度ＴrthNとＨｃＲ−ＨｗＲ＝０が成立する温度ＴrthR’
との間にＴrthN＞ＴrthR’の関係が成り立つ必要があ
る。

【００５８】記録の消去過程は、記録過程と反対の方向
に外部磁界Ｈ_IRを加えて、界面磁壁がある状態を実現
し、レーザ光を連続あるいはパルス照射することにより
記録の消去を行うもので、本質的には記録過程と同じで
ある。

【００５９】この例は記録層Ｒと初期化層Ｎとが図４に
示すような磁気特性を有する例であったが、先に表１や
表２において示した条件を満たしていれば、同様にして
記録および記録消去ができる。表１の場合と表２の場合
では、２つの磁性層のキュリー点ＴｃＮとＴｃＲの大小
が異なるが、記録は小さい方のキュリー点より低い温度
で行われるため、ＴＭｒｉｃｈまたはＲＥｒｉｃｈの組
成の組み合わせと、補償温度の存在範囲が同じであれ
ば、表１の場合でも表２の場合でも、磁化Ｍｓと遷移金
属の副格子磁化Ｍｔの向きが同じように変化し、同様の
記録の過程を経る。

【００６０】従って、図５に示したような記録における
磁化の向きの変化のパターンは表１の１）〜５）までの
５通りに分類され、表２の１）〜５）の場合も、表１の
同じ番号のものと同様にして記録が行われる。ただし、
レーザ光Ｌの照射は基板側から行われるが、初期化層Ｎ
か記録層Ｒのいずれが基板側であるかは任意に選択可能
である（好ましくは、後述のようにキュリー点の高い方
の磁性層の側から照射する）ので、図５においては初期
化層Ｎ側から照射される例であったが、記録層Ｒ側から
照射する構成であってもよい。またＭｓ，Ｍｔ，Ｈ_IRの
向きは、これらの向きの組み合わせが合っていれば、図
示した場合と全て逆方向である構成としてもよい。

【００６１】表１の残りの場合について、図５と同様
に、記録層Ｒを上に初期化層Ｎを下に書き、印加する外
部磁界Ｈ_IRを上向き、レーザ光Ｌは初期化層Ｎ側から照
射するとした時の、各場合の光磁気記録媒体に対する記
録過程の模式図を、図６〜図９に示す。図６は表１中の
１）、図７は表１中の３）、図８は表１中の４）、図９
は表１中の５）の場合の光磁気記録媒体に対する記録過
程の模式図をそれぞれ示す。図７に示す３）の場合は、
図５に示した２）の場合と組成の組み合わせが同じで、
記録温度範囲での記録層Ｒ補償温度の有無の違いだけで
あるが、図７の場合には記録過程で補償温度を経由しな
いので、磁化Ｍｓと遷移金属の副格子磁化Ｍｔの向きの
関係は保たれる点が異なる。従って、図５に示した場合
よりＭｓとＭｔが反転する過程が除かれ過程数が少なく
なる。他の図６、図８及び図９に示す場合も、記録温度
範囲に記録層Ｒの補償温度が存在しないので、図５に示
す場合より過程数が少なくなっている。

【００６２】初期化過程から安定化過程までの各過程に
おいて、初期化層Ｎおよび記録層Ｒの特性が満たす関係
式は、次の通りである。 Ｉ）初期化過程 ＨｃＮ＋ＨｗＮ＜Ｈ_IR ただし、室温近傍でＨｃＲ−ＨｗＲ＜０が成立する場合
には、 ＨｗＲ−ＨｃＲ＜Ｈ_IR が同時に成立していること。 II）記録過程 ＨｃＲ−ＨｗＲ＜Ｈ_IR III ）冷却過程 ＨｃＲ＋ＨｗＲ＞Ｈ_IR IV）安定化過程 ＨｃＮ−ＨｗＮ＜０ ただし、室温近傍でＨｃＲ−ＨｗＲ＜０が成立する場合
には、ＨｃＮ−ＨｗＮ＝０が成立する温度ＴrthNと、Ｈ
ｃＲ−ＨｗＲ＝０が成立する温度ＴrthR’との間に、 ＴrthN＞ＴrthR’ の関係が同時に成立しなければならない。

【００６３】ここまでの説明では、すべてＨｃ−Ｈｗで
表される反転磁界のみを用いて説明してきたが、各磁性
層の膜厚や磁化、保磁力の温度特性やそれらの大小関係
によっては、Ｈｃ−Ｈｗで表すことのできない過程を経
て磁化が反転する場合もある（T.Kobayashi et al.,Jap
anese Journal of Applied Physics,Vol.20,No.11,p208
9-2095(1981)参照）。しかし、この場合にも記録過程に
おいて初期化層の磁化が外部磁界Ｈ_IRに対して同一方向
を向いてさえいれば、記録層の反転の過程によらず正し
い記録がなされる。ただし、このときの反転開始温度
は、先に説明した値とは多少異なることもある。

【００６４】次に、本発明の光磁気記録再生方法と光磁
気記録媒体の具体的な一例について説明する。

【００６５】本実施例の光磁気記録媒体は、図１０にそ
の断面図を示すように、第１の磁性層２１、第２の磁性
層２２、第３の磁性層２３の異なる３つの磁性層からな
る。原理的には本発明の光磁気記録再生方法は、２つの
磁性層で実現可能であるが、２つの磁性層間にさらに中
間磁性層を付加することにより、界面磁壁エネルギーを
制御することが可能となり、記録特性や転写特性の向上
などが容易にできるものである。このような構成の光磁
気記録媒体は例えば、特開昭６３−１１７３５４号、特
開平４−４８４５０号、特開平４−６１０４９号等に開
示されているように、光強度変調オーバーライト用の記
録媒体として知られているが、本発明においては記録媒
体を用いた記録再生方法が、これらの従来方法とは全く
異なり、光磁気記録媒体の基本構成は類似するが、磁気
特性や組成の最適な構成は異なるものである。特に本発
明においては、室温において界面磁壁が安定に存在でき
ないことが重要であり、この点において従来例とは全く
異なる記録媒体である。

【００６６】（実施例１）図１０に光磁気記録媒体の模
式断面図を示すように、ポリカーボネート樹脂からなる
基板１１上にＳｉＮ膜からなる誘電体層１２を形成した
上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、３層の磁性
層からなる磁性層３０を、第１の磁性層２１に高保磁力
層（すなわち記録層Ｒ）としてＴｂＦｅＣｏ膜を４０ｎ
ｍの厚さに、第２の磁性層２２に中間層としてＧｄＦｅ
Ｃｏ膜を１０ｎｍの厚さに、第３の磁性層２３に低保磁
力層（すなわち初期化層Ｎ）としてＧｄＴｂＦｅＣｏ膜
を３０ｎｍの厚さにそれぞれ連続形成した。さらにその
上にＳｉＮ膜からなる誘電体層１２、Ａｌからなる高熱
伝導率層１３を形成し光磁気記録媒体２５を作製した。

【００６７】各磁性層３０の組成を、第１の磁性層２１
の高保磁力層（記録層Ｒ）のＴｂＦｅＣｏ膜はＴｂ_0.21
（Ｆｅ_0.7 Ｃｏ_0.3 ）_0.79（キュリー点２８０℃）、第
２の磁性層２２の中間層のＧｄＦｅＣｏ膜はＧｄ
_0.16（Ｆｅ_0.9 Ｃｏ_0.1 ）_0.84（キュリー点３００
℃）、第３の磁性層２３の低保磁力層（初期化層Ｎ）の
ＧｄＴｂＦｅＣｏ膜は（Ｇｄ_0.95Ｔｂ_0.05）_0.17（Ｆｅ
_0.7 Ｃｏ_0.3 ）_0.83（キュリー点３８０℃）としたと
き、記録開始温度（ＴＲｔｈ）は１２０℃となった。こ
のとき室温でのＨｃＲ＋ＨｗＲの値は２［ｋＯｅ］であ
り、ＨｃＲ−ＨｗＲ＜０であった。また室温におけるＨ
ｃＮ−ＨｗＮおよびＨｃＮ＋ＨｗＮは、２０［ｋＯｅ］
以下の外部磁界Ｈ_IRでは測定できなかった。

【００６８】次に本発明の実施例との比較を行うため
の、光磁気記録媒体の例を示す。いずれの場合も磁性層
が単層である光磁気記録媒体の例である。

【００６９】（比較例１）図１２に従来の光磁気記録媒
体の例の断面図を示すように、ポリカーボネート基板１
１上にＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＳｉＮ膜か
らなる誘電体層１２、Ｔｂ_0.21Ｆｅ_0.79からなる磁性層
２７、ＳｉＮ膜からなる誘電体層１２、Ａｌ膜からなる
高熱伝導率層１３を順次形成し、光磁気記録媒体３５を
作製した。磁性層（ＴｂＦｅ層）２７の厚さは、前述の
実施例１おける全磁性層３０の厚さと同一（８０ｎｍ）
とした。この光磁気記録媒体の記録開始温度は、１３０
℃で磁性層のＴｂ_0.21Ｆｅ_0.79のキュリー点とほぼ一致
した。また室温での保磁力Ｈｃの値は、２０［ｋＯｅ］
以上であった。

【００７０】（比較例２）この例は比較例１と同様に磁
性層を単層とした例である。図１２に示す光磁気記録媒
体の断面図において、磁性層２７をＴｂ_0.21（Ｆｅ _0.7
Ｃｏ_0.3 ）_0.79からなる磁性層とする他は実施例１と同
様にして光磁気記録媒体３５を作製した。磁性層２７の
厚さも比較例１と同じく、前述の実施例における全磁性
層３０の厚さと同一（８０ｎｍ）とした。この光磁気記
録媒体の記録開始温度は、２８０℃で磁性層のＴｂ_0.21
（Ｆｅ_{0. 7} Ｃｏ_0.3 ）_0.79のキュリー点とほぼ一致し
た。また室温での保磁力Ｈｃの値は２０［ｋＯｅ］以上
であった。

【００７１】上述の実施例と比較例１および比較例２の
それぞれの光磁気記録媒体について、次の手法で記録特
性の評価を行った。

【００７２】光源の波長が６８０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．
＝０．５５である光学系を有する光磁気記録再生装置を
用い、線速度１２．８ｍ／ｓでマーク長０．８２μｍの
磁区を記録する実験を行い、このときの記録開始パワー
Ｐth （パルス幅ｎｓ）、消去開始パワーＰeth 、最大
再生パワーＰｒｍａｘを求めた。上述の実施例について
は記録消去磁界の大きさを２．５［ｋＯｅ］とし、各比
較例については記録消去磁界の大きさを３００［Ｏｅ］
とした。またＰｒｍａｘの測定においては、外部磁界Ｈ
_IRを取り除いて行った。結果を表３に示す。

【００７３】

【表３】

【００７４】この結果から、本発明を適用することによ
り、従来の光磁気記録媒体より高い記録感度と、再生パ
ワーに対する高い耐久性を有する光磁気記録媒体とでき
ることがわかる。

【００７５】また上述の実施例では界面磁壁が存在する
状態の消去開始パワーＰeth が非常に低いことから、記
録消去の準備段階である界面磁壁の生成の際に記録磁区
を誤って消去するおそれがあるため、界面磁壁の有無に
応じて再生パワーを異なる２値に制御することが不可欠
である。

【００７６】再生信号のキャリアレベルは、実施例では
比較例１より５ｄＢ以上大きい。これは実施例の場合、
各比較例よりも高いパワーで再生可能であり、また読み
出し側の磁性層（高保磁力層）のキュリー点が比較例の
場合より高くカー回転角が大きいことによるものであ
る。

【００７７】また比較例２のように、単層膜の磁性層２
７で実施例と同等の再生信号強度や再生パワーへの耐久
性を得るためには、記録感度を大きく犠牲にしなければ
なさないことがわかる。

【００７８】上述の実施例においては、各磁性層２１、
２２、２３の材料をＧｄＴｂＦｅＣｏ，ＴｂＦｅＣｏ，
ＧｄＦｅＣｏとしたが、磁性層を積層したことによる特
性が所定の条件を満たしていれば、磁性層の材料は限定
されるものではなく、既知の光磁気記録材料、例えば希
土類−遷移金属アモルファス合金やＰｔＣｏ系材料等を
用いてよい。また、耐食性や繰り返し記録消去に対する
信頼性を向上するために、磁性層にＣｒ，Ｔｉ，Ａｌ，
Ｂ，Ｃ等の元素を少量添加してもよい。基板の材料はポ
リカーボネート樹脂を用いたが、ポリオレフィン等の樹
脂やガラス等の材料や、ガラスエッチング基板等を用い
ることもできる。

【００７９】光磁気記録媒体上における記録層Ｒと初期
化層Ｎの配置は、図１に示した断面構成図において、第
１の磁性層１が初期化層Ｎで第２の磁性層２が記録層Ｒ
である構成でも、またその逆に第１の磁性層１が記録層
Ｒで第２の磁性層２が初期化層Ｎである構成でもよい。
信号特性の観点から言えば、再生信号量が多くなるよう
に、レーザ光Ｌが照射される側、すなわち図１中の基板
１１側の第１の磁性層１に、キュリー点の高い磁性層を
配置するのが望ましい。従って、前述のように初期化層
Ｎがキュリー点が高い（ＴｃＮ＞ＴｃＲ）場合が記録を
行うのに好ましいことから、初期化層Ｎがキュリー点が
高く、かつ初期化層Ｎが基板１１側の第１の磁性層１と
なり、記録層Ｒが第２の磁性層２となる構成が好まし
い。

【００８０】一方、レーザ光Ｌの照射による温度上昇の
速度や効率という観点から言えば、記録層Ｒが基板１１
側の第１の磁性層１として配置された構成が、記録層Ｒ
の温度上昇が速くなる。

【００８１】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得る。

【００８２】

【発明の効果】上述の本発明によれば、高い記録感度お
よび消去感度が得られる。従って、記録パワーを低く抑
えることができ、これによって、光源としてより短波長
のレーザダイオードの使用が可能となる。また記録の安
定化が図られるので、大きな読み出しパワーでも記録の
消去がされないことから、再生出力の向上が図られる。
それにより、大きな光出力を得ることが困難な短波長の
レーザダイオードを用いた光磁気記録再生装置において
も充分な記録が可能となり、また再生パワーの向上が図
られパワーマージンを確保できる。また、記録時の線速
が非常に速くデータ転送レートが大きい光磁気記録再生
装置においても、充分なパワーマージンを確保できる。
従って、従来より安定して正確な光磁気記録および再生
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気記録媒体の一実施例の概略
断面図である。

【図２】本発明による光磁気記録媒体を適用する光磁気
記録再生装置の要部の模式図である。

【図３】本発明の光磁気記録再生方法における光磁気記
録媒体内の各記録消去過程の領域を示す模式図である。

【図４】Ａ〜Ｄ 表１中の２）の場合の光磁気記録媒体
における各磁性層の磁気特性の温度依存性のグラフであ
る。

【図５】Ａ〜Ｆ 表１の２）の場合の光磁気記録媒体に
対する記録過程の模式図である。

【図６】Ａ〜Ｅ 表１の１）の場合の光磁気記録媒体に
対する記録過程の模式図である。

【図７】Ａ〜Ｅ 表１の３）の場合の光磁気記録媒体に
対する記録過程の模式図である。

【図８】Ａ〜Ｅ 表１の４）の場合の光磁気記録媒体に
対する記録過程の模式図である。

【図９】Ａ〜Ｅ 表１の５）の場合の光磁気記録媒体に
対する記録過程の模式図である。

【図１０】本発明による光磁気記録媒体の一実施例の断
面図である。

【図１１】Ａ〜Ｃ 初期化層Ｎ、記録層ＲがともにＴＭ
ｒｉｃｈの組成である光磁気記録媒体における各磁性層
の磁気特性の温度依存性のグラフである。

【図１２】従来の光磁気記録媒体の例の断面図である。

【符号の説明】

１ 第１の磁性層 ２ 第２の磁性層 １１ 基板 １２ 誘電体層 １３ 高熱伝導率層 １４、２５、３５ 光磁気記録媒体 １５ ディスク １６ 外部磁界発生装置 Ｌ レーザ光 ２１ 第１の磁性層 ２２ 第２の磁性層 ２３ 第３の磁性層 ２７、３０ 磁性層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光変調による記録がなされ磁気光学効果
   を利用して記録情報の再生がなされる光磁気記録再生方
   法において、 少なくとも２つ以上の垂直磁気異方性を有する磁性層が
   交換結合している磁性多層膜を有し、 室温から記録開始温度より低い温度の範囲で外部磁界の
   存在下でのみ界面磁壁が存在可能であり、 上記外部磁界の存在下において各磁性層のキュリー点よ
   りも低く、室温より高い温度まで昇温することによって
   上記界面磁壁を消失させることが可能なことを特徴とす
   る光磁気記録媒体に対して、 上記界面磁壁が存在する状態において記録および消去を
   行って、 記録の再生は上記界面磁壁がない状態においてのみ行う
   ことを特徴とする光磁気記録再生方法。
2. 【請求項２】 上記外部磁界が存在するときには、上記
   界面磁壁がない状態での上記記録の再生時のレーザパワ
   ーおよび最小消去パワーより低いパワーで再生を行うこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録再生方法。
3. 【請求項３】 上記記録消去を行う直前直後の一定時間
   内において、上記記録の再生時のレーザパワーおよび最
   小消去パワーより低いパワーで再生を行う領域を設ける
   ことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録再生方
   法。
4. 【請求項４】 上記記録消去を行う直前直後の一定時間
   内において、上記記録の再生時のレーザパワーおよび最
   小消去パワーより低いパワーで再生を行う領域を設ける
   ことを特徴とする請求項２に記載の光磁気記録再生方
   法。
5. 【請求項５】 光変調による記録がなされ磁気光学効果
   を利用して記録情報の読み出しがなされ、 少なくとも２つ以上の垂直磁気異方性を有する磁性層が
   交換結合している磁性多層膜を有し、 室温から記録開始温度より低い温度の範囲で外部磁界の
   存在下でのみ界面磁壁が存在できることが可能であり、 かつ、この状態において各磁性層のキュリー点よりも低
   く、室温より高い温度まで昇温することによって上記界
   面磁壁を消失させることが可能であり、 上記磁性多層膜において、基板側に相対的にキュリー点
   の高い磁性層を形成されてなることを特徴とする光磁気
   記録媒体。